Солнечная электростанция на 15 кВт: куда девать лишнее электричество

Система оснащена контроллером избытка мощности, который нагревает воду системы ГВС и отопления за счёт избытка вырабатываемого от солнечных панелей электричества.

Итак, мы имеем классическую сетевую солнечную электростанцию — солнечные батареи и сетевой инвертор (преобразователь).

Принцип работы: Сетевая солнечная электростанция добавляет выработанную электроэнергию во внутреннюю сеть, из промышленной сети берётся только недостающая мощность. Благодаря отсутствию аккумуляторов этот тип солнечных электростанций очень быстро окупается (три-пять лет), не требует обслуживания, а доказанный срок службы составляет более 35 лет.

Теперь давайте рассмотрим пример ситуации, с которой многие столкнулись после установки солнечной электростанции.

Представим, что потребление нашего дома 10 кВт, а солнечная электростанция вырабатывает 15 кВт. Соответственно, имеем лишние 5 кВт. Куда мы можем их использовать? Есть несколько способов:

1. Отдавать излишки в сеть, когда это разрешено и есть «зелёный тариф», выгодно (то есть выработанная солнечной электростанцией энергия покупается по цене дороже, чем продается сетевая). Сегодня в нашей стране отдача в сеть запрещена. К тому же во многих странах некогда высокие цены на «зелёных тарифах» опустились ниже продажных, и излишки стало выгоднее использовать, чем продавать в сеть.
2. Ограничить выработку. Это классический путь для России. В таком случае мощность инвертора ограничивается потреблением и все излишки безвозвратно теряются: они просто не вырабатываются. Из-за этого увеличивается срок окупаемости, так как люди не используют всё, что им даёт солнечная электростанция.
   
3. Запасать излишки в аккумуляторных батареях. Этот вариант подходит для гибридных солнечных электростанций, которые имеют в своем составе АКБ. Но он тоже не позволяет эффективно управлять избытками: если АКБ полностью заряжены, избыток также некуда девать. Сетевые солнечные электростанции работают без АКБ.
   
4. Использование контроллера избытков. Это самый эффективный путь. Имея такой контроллер, можно направить избыток на дополнительные нагрузки, что позволит продолжать использовать солнце по максимуму. Есть много вариантов таких устройств — дискретные ваттроутеры (по избытку нагрузка включается с помощью последовательной группы реле, пока весь избыток не будет использоваться) и контроллеры избытков с ШИМ-регуляцией (они умеют плавно регулировать мощность, направляя её на резистивную нагрузку; как правило, это электронагреватели, тёплый пол, тепловые завесы, то есть энергия превращается в тепло).
   

Австрийская компания Fronius выпустила чрезвычайно эффективное устройство именно такого типа — контроллер избытков Ohmpilot. Он полностью управляется инвертором, который всегда имеет точную информацию об избытках потреблении, и задействует Ohmpilot таким образом, чтобы лишнее использовалось эффективно.

Контроллер позволяет плавно регулировать мощность от 0 до 3 кВт в однофазной конфигурации и от 0 до 9 кВт в трёхфазной. Таким образом используется ровно столько избытка мощности, сколько есть на данный момент.

Наиболее типичный вариант использования Ohmpilot — нагрев воды. Цели могут быть разные: горячее водоснабжение, отопление (электрический тёплый пол, тепловой насос) или подогрев бассейна.

Контроллер имеет вход для датчика температуры (тип PT1000) и позволяет производить нагрев до заданной температуры.

Встроенная в инвертор система мониторинга позволяет удалённо контролировать все параметры системы из любого места с компьютера, планшета или мобильного телефона и в случае необходимости сообщает об отслеживаемых событиях.

Также ведётся полная аналитика по выработке солнечной энергии и потреблению, работе контроллера OhmPilot и температуре воды за любой период.

На графике выше показана статистика по выработке и потреблению за день. Видно как с 6:00 постепенно начинается выработка от солнца, в 7:00 плавно начинает свою работу контроллер OmhPilot, примерно с 9:30 объект полностью использует энергию солнца, включая наш контроллер, греющий воду в баке для ГВС, и начинается отдача лишней электроэнергии в промышленную сеть. Отдача электроэнергии осуществляется на основании договорных отношений внутри кооператива.

Этот график показывает статистику выработки по месяцам. Серый цвет — сколько электроэнергии от солнца потребил непосредственно сам объект, синий — сколько излишков электроэнергии направлено на нагрев воды, зелёный — отданная электроэнергия в сеть кооператива. Система была запущена в конце августа 2018 года.

Тут мы видим статистику потребления. Серым цветом обозначено, сколько мы потребили от солнца, красным — сколько потребили от промышленной сети. Учёт потреблённой и отданной электроэнергии между объектом и кооперативом осуществляет многофункциональный двунаправленный счетчик ПСЧ-4ТМ.05МД.21.

Таким образом, после установки солнечных батарей удалось снизить затраты на электроэнергию и газ. Конечно же, пришлось перестроить свою жизнь в плане использования бытовых приборов и прочего, но зато экономия составляет в совокупности от 65 до 90%.

Напоследок хочется сказать: «Пользуйтесь солнцем, это бесплатно!»

Блоки сетевой солнечной электростанции:

• солнечные модули: Seraphim Eclipse 300 Вт — 50 штук;
• солнечные контроллеры: два MPPT-контроллера, встроенные в инвертор;
  
• трёхфазный сетевой инвертор Fronius SYMO 15.0-3-M, мощностью 15 кВт;
  
• счётчик электроэнергии для инвертора: Fronius Smart Meter 50kA-3 с внешними трансформаторами тока (двунаправленный счетчик с интерфейсом Modbus RTU для связи с инвертором);
  
• контроллер излишков: Fronius OhmPilot;
  
• вводной счётчик — двунаправленный счётчик ПСЧ-4ТМ.05МД.21 (позволяет считать отдельно потреблённую и отданную в сеть электроэнергию).
  

Монтаж системы производила компания «Умная Энергия».

#солнечная_энергия